65709a6aa6ee046dab8e3368075a371cd4e2a6a0
[linux-2.6.git] / arch / x86 / mm / fault.c
1 /*
2  *  Copyright (C) 1995  Linus Torvalds
3  *  Copyright (C) 2001,2002 Andi Kleen, SuSE Labs.
4  */
5
6 #include <linux/signal.h>
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/kernel.h>
9 #include <linux/errno.h>
10 #include <linux/string.h>
11 #include <linux/types.h>
12 #include <linux/ptrace.h>
13 #include <linux/mmiotrace.h>
14 #include <linux/mman.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include <linux/smp.h>
17 #include <linux/interrupt.h>
18 #include <linux/init.h>
19 #include <linux/tty.h>
20 #include <linux/vt_kern.h>              /* For unblank_screen() */
21 #include <linux/compiler.h>
22 #include <linux/highmem.h>
23 #include <linux/bootmem.h>              /* for max_low_pfn */
24 #include <linux/vmalloc.h>
25 #include <linux/module.h>
26 #include <linux/kprobes.h>
27 #include <linux/uaccess.h>
28 #include <linux/kdebug.h>
29 #include <linux/magic.h>
30
31 #include <asm/system.h>
32 #include <asm/desc.h>
33 #include <asm/segment.h>
34 #include <asm/pgalloc.h>
35 #include <asm/smp.h>
36 #include <asm/tlbflush.h>
37 #include <asm/proto.h>
38 #include <asm-generic/sections.h>
39 #include <asm/traps.h>
40
41 /*
42  * Page fault error code bits
43  *      bit 0 == 0 means no page found, 1 means protection fault
44  *      bit 1 == 0 means read, 1 means write
45  *      bit 2 == 0 means kernel, 1 means user-mode
46  *      bit 3 == 1 means use of reserved bit detected
47  *      bit 4 == 1 means fault was an instruction fetch
48  */
49 #define PF_PROT         (1<<0)
50 #define PF_WRITE        (1<<1)
51 #define PF_USER         (1<<2)
52 #define PF_RSVD         (1<<3)
53 #define PF_INSTR        (1<<4)
54
55 static inline int kmmio_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long addr)
56 {
57 #ifdef CONFIG_MMIOTRACE
58         if (unlikely(is_kmmio_active()))
59                 if (kmmio_handler(regs, addr) == 1)
60                         return -1;
61 #endif
62         return 0;
63 }
64
65 static inline int notify_page_fault(struct pt_regs *regs)
66 {
67 #ifdef CONFIG_KPROBES
68         int ret = 0;
69
70         /* kprobe_running() needs smp_processor_id() */
71         if (!user_mode_vm(regs)) {
72                 preempt_disable();
73                 if (kprobe_running() && kprobe_fault_handler(regs, 14))
74                         ret = 1;
75                 preempt_enable();
76         }
77
78         return ret;
79 #else
80         return 0;
81 #endif
82 }
83
84 /*
85  * X86_32
86  * Sometimes AMD Athlon/Opteron CPUs report invalid exceptions on prefetch.
87  * Check that here and ignore it.
88  *
89  * X86_64
90  * Sometimes the CPU reports invalid exceptions on prefetch.
91  * Check that here and ignore it.
92  *
93  * Opcode checker based on code by Richard Brunner
94  */
95 static int is_prefetch(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
96                         unsigned long addr)
97 {
98         unsigned char *instr;
99         int scan_more = 1;
100         int prefetch = 0;
101         unsigned char *max_instr;
102
103         /*
104          * If it was a exec (instruction fetch) fault on NX page, then
105          * do not ignore the fault:
106          */
107         if (error_code & PF_INSTR)
108                 return 0;
109
110         instr = (unsigned char *)convert_ip_to_linear(current, regs);
111         max_instr = instr + 15;
112
113         if (user_mode(regs) && instr >= (unsigned char *)TASK_SIZE)
114                 return 0;
115
116         while (scan_more && instr < max_instr) {
117                 unsigned char opcode;
118                 unsigned char instr_hi;
119                 unsigned char instr_lo;
120
121                 if (probe_kernel_address(instr, opcode))
122                         break;
123
124                 instr_hi = opcode & 0xf0;
125                 instr_lo = opcode & 0x0f;
126                 instr++;
127
128                 switch (instr_hi) {
129                 case 0x20:
130                 case 0x30:
131                         /*
132                          * Values 0x26,0x2E,0x36,0x3E are valid x86 prefixes.
133                          * In X86_64 long mode, the CPU will signal invalid
134                          * opcode if some of these prefixes are present so
135                          * X86_64 will never get here anyway
136                          */
137                         scan_more = ((instr_lo & 7) == 0x6);
138                         break;
139 #ifdef CONFIG_X86_64
140                 case 0x40:
141                         /*
142                          * In AMD64 long mode 0x40..0x4F are valid REX prefixes
143                          * Need to figure out under what instruction mode the
144                          * instruction was issued. Could check the LDT for lm,
145                          * but for now it's good enough to assume that long
146                          * mode only uses well known segments or kernel.
147                          */
148                         scan_more = (!user_mode(regs)) || (regs->cs == __USER_CS);
149                         break;
150 #endif
151                 case 0x60:
152                         /* 0x64 thru 0x67 are valid prefixes in all modes. */
153                         scan_more = (instr_lo & 0xC) == 0x4;
154                         break;
155                 case 0xF0:
156                         /* 0xF0, 0xF2, 0xF3 are valid prefixes in all modes. */
157                         scan_more = !instr_lo || (instr_lo>>1) == 1;
158                         break;
159                 case 0x00:
160                         /* Prefetch instruction is 0x0F0D or 0x0F18 */
161                         scan_more = 0;
162
163                         if (probe_kernel_address(instr, opcode))
164                                 break;
165                         prefetch = (instr_lo == 0xF) &&
166                                 (opcode == 0x0D || opcode == 0x18);
167                         break;
168                 default:
169                         scan_more = 0;
170                         break;
171                 }
172         }
173         return prefetch;
174 }
175
176 static void force_sig_info_fault(int si_signo, int si_code,
177         unsigned long address, struct task_struct *tsk)
178 {
179         siginfo_t info;
180
181         info.si_signo = si_signo;
182         info.si_errno = 0;
183         info.si_code = si_code;
184         info.si_addr = (void __user *)address;
185         force_sig_info(si_signo, &info, tsk);
186 }
187
188 #ifdef CONFIG_X86_64
189 static int bad_address(void *p)
190 {
191         unsigned long dummy;
192         return probe_kernel_address((unsigned long *)p, dummy);
193 }
194 #endif
195
196 static void dump_pagetable(unsigned long address)
197 {
198 #ifdef CONFIG_X86_32
199         __typeof__(pte_val(__pte(0))) page;
200
201         page = read_cr3();
202         page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[address >> PGDIR_SHIFT];
203 #ifdef CONFIG_X86_PAE
204         printk("*pdpt = %016Lx ", page);
205         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
206             && page & _PAGE_PRESENT) {
207                 page &= PAGE_MASK;
208                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PMD_SHIFT)
209                                                          & (PTRS_PER_PMD - 1)];
210                 printk(KERN_CONT "*pde = %016Lx ", page);
211                 page &= ~_PAGE_NX;
212         }
213 #else
214         printk("*pde = %08lx ", page);
215 #endif
216
217         /*
218          * We must not directly access the pte in the highpte
219          * case if the page table is located in highmem.
220          * And let's rather not kmap-atomic the pte, just in case
221          * it's allocated already.
222          */
223         if ((page >> PAGE_SHIFT) < max_low_pfn
224             && (page & _PAGE_PRESENT)
225             && !(page & _PAGE_PSE)) {
226                 page &= PAGE_MASK;
227                 page = ((__typeof__(page) *) __va(page))[(address >> PAGE_SHIFT)
228                                                          & (PTRS_PER_PTE - 1)];
229                 printk("*pte = %0*Lx ", sizeof(page)*2, (u64)page);
230         }
231
232         printk("\n");
233 #else /* CONFIG_X86_64 */
234         pgd_t *pgd;
235         pud_t *pud;
236         pmd_t *pmd;
237         pte_t *pte;
238
239         pgd = (pgd_t *)read_cr3();
240
241         pgd = __va((unsigned long)pgd & PHYSICAL_PAGE_MASK);
242         pgd += pgd_index(address);
243         if (bad_address(pgd)) goto bad;
244         printk("PGD %lx ", pgd_val(*pgd));
245         if (!pgd_present(*pgd)) goto ret;
246
247         pud = pud_offset(pgd, address);
248         if (bad_address(pud)) goto bad;
249         printk("PUD %lx ", pud_val(*pud));
250         if (!pud_present(*pud) || pud_large(*pud))
251                 goto ret;
252
253         pmd = pmd_offset(pud, address);
254         if (bad_address(pmd)) goto bad;
255         printk("PMD %lx ", pmd_val(*pmd));
256         if (!pmd_present(*pmd) || pmd_large(*pmd)) goto ret;
257
258         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
259         if (bad_address(pte)) goto bad;
260         printk("PTE %lx", pte_val(*pte));
261 ret:
262         printk("\n");
263         return;
264 bad:
265         printk("BAD\n");
266 #endif
267 }
268
269 #ifdef CONFIG_X86_32
270 static inline pmd_t *vmalloc_sync_one(pgd_t *pgd, unsigned long address)
271 {
272         unsigned index = pgd_index(address);
273         pgd_t *pgd_k;
274         pud_t *pud, *pud_k;
275         pmd_t *pmd, *pmd_k;
276
277         pgd += index;
278         pgd_k = init_mm.pgd + index;
279
280         if (!pgd_present(*pgd_k))
281                 return NULL;
282
283         /*
284          * set_pgd(pgd, *pgd_k); here would be useless on PAE
285          * and redundant with the set_pmd() on non-PAE. As would
286          * set_pud.
287          */
288
289         pud = pud_offset(pgd, address);
290         pud_k = pud_offset(pgd_k, address);
291         if (!pud_present(*pud_k))
292                 return NULL;
293
294         pmd = pmd_offset(pud, address);
295         pmd_k = pmd_offset(pud_k, address);
296         if (!pmd_present(*pmd_k))
297                 return NULL;
298         if (!pmd_present(*pmd)) {
299                 set_pmd(pmd, *pmd_k);
300                 arch_flush_lazy_mmu_mode();
301         } else
302                 BUG_ON(pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_k));
303         return pmd_k;
304 }
305 #endif
306
307 #ifdef CONFIG_X86_64
308 static const char errata93_warning[] =
309 KERN_ERR "******* Your BIOS seems to not contain a fix for K8 errata #93\n"
310 KERN_ERR "******* Working around it, but it may cause SEGVs or burn power.\n"
311 KERN_ERR "******* Please consider a BIOS update.\n"
312 KERN_ERR "******* Disabling USB legacy in the BIOS may also help.\n";
313 #endif
314
315 /* Workaround for K8 erratum #93 & buggy BIOS.
316    BIOS SMM functions are required to use a specific workaround
317    to avoid corruption of the 64bit RIP register on C stepping K8.
318    A lot of BIOS that didn't get tested properly miss this.
319    The OS sees this as a page fault with the upper 32bits of RIP cleared.
320    Try to work around it here.
321    Note we only handle faults in kernel here.
322    Does nothing for X86_32
323  */
324 static int is_errata93(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
325 {
326 #ifdef CONFIG_X86_64
327         static int warned;
328         if (address != regs->ip)
329                 return 0;
330         if ((address >> 32) != 0)
331                 return 0;
332         address |= 0xffffffffUL << 32;
333         if ((address >= (u64)_stext && address <= (u64)_etext) ||
334             (address >= MODULES_VADDR && address <= MODULES_END)) {
335                 if (!warned) {
336                         printk(errata93_warning);
337                         warned = 1;
338                 }
339                 regs->ip = address;
340                 return 1;
341         }
342 #endif
343         return 0;
344 }
345
346 /*
347  * Work around K8 erratum #100 K8 in compat mode occasionally jumps to illegal
348  * addresses >4GB.  We catch this in the page fault handler because these
349  * addresses are not reachable. Just detect this case and return.  Any code
350  * segment in LDT is compatibility mode.
351  */
352 static int is_errata100(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
353 {
354 #ifdef CONFIG_X86_64
355         if ((regs->cs == __USER32_CS || (regs->cs & (1<<2))) &&
356             (address >> 32))
357                 return 1;
358 #endif
359         return 0;
360 }
361
362 static int is_f00f_bug(struct pt_regs *regs, unsigned long address)
363 {
364 #ifdef CONFIG_X86_F00F_BUG
365         unsigned long nr;
366         /*
367          * Pentium F0 0F C7 C8 bug workaround.
368          */
369         if (boot_cpu_data.f00f_bug) {
370                 nr = (address - idt_descr.address) >> 3;
371
372                 if (nr == 6) {
373                         do_invalid_op(regs, 0);
374                         return 1;
375                 }
376         }
377 #endif
378         return 0;
379 }
380
381 static void show_fault_oops(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code,
382                             unsigned long address)
383 {
384 #ifdef CONFIG_X86_32
385         if (!oops_may_print())
386                 return;
387 #endif
388
389 #ifdef CONFIG_X86_PAE
390         if (error_code & PF_INSTR) {
391                 unsigned int level;
392                 pte_t *pte = lookup_address(address, &level);
393
394                 if (pte && pte_present(*pte) && !pte_exec(*pte))
395                         printk(KERN_CRIT "kernel tried to execute "
396                                 "NX-protected page - exploit attempt? "
397                                 "(uid: %d)\n", current_uid());
398         }
399 #endif
400
401         printk(KERN_ALERT "BUG: unable to handle kernel ");
402         if (address < PAGE_SIZE)
403                 printk(KERN_CONT "NULL pointer dereference");
404         else
405                 printk(KERN_CONT "paging request");
406         printk(KERN_CONT " at %p\n", (void *) address);
407         printk(KERN_ALERT "IP:");
408         printk_address(regs->ip, 1);
409         dump_pagetable(address);
410 }
411
412 #ifdef CONFIG_X86_64
413 static noinline void pgtable_bad(struct pt_regs *regs,
414                          unsigned long error_code, unsigned long address)
415 {
416         unsigned long flags = oops_begin();
417         int sig = SIGKILL;
418         struct task_struct *tsk = current;
419
420         printk(KERN_ALERT "%s: Corrupted page table at address %lx\n",
421                tsk->comm, address);
422         dump_pagetable(address);
423         tsk = current;
424         tsk->thread.cr2 = address;
425         tsk->thread.trap_no = 14;
426         tsk->thread.error_code = error_code;
427         if (__die("Bad pagetable", regs, error_code))
428                 sig = 0;
429         oops_end(flags, regs, sig);
430 }
431 #endif
432
433 static noinline void no_context(struct pt_regs *regs,
434                         unsigned long error_code, unsigned long address)
435 {
436         struct task_struct *tsk = current;
437         unsigned long *stackend;
438
439 #ifdef CONFIG_X86_64
440         unsigned long flags;
441         int sig;
442 #endif
443
444         /* Are we prepared to handle this kernel fault?  */
445         if (fixup_exception(regs))
446                 return;
447
448         /*
449          * X86_32
450          * Valid to do another page fault here, because if this fault
451          * had been triggered by is_prefetch fixup_exception would have
452          * handled it.
453          *
454          * X86_64
455          * Hall of shame of CPU/BIOS bugs.
456          */
457         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
458                 return;
459
460         if (is_errata93(regs, address))
461                 return;
462
463         /*
464          * Oops. The kernel tried to access some bad page. We'll have to
465          * terminate things with extreme prejudice.
466          */
467 #ifdef CONFIG_X86_32
468         bust_spinlocks(1);
469 #else
470         flags = oops_begin();
471 #endif
472
473         show_fault_oops(regs, error_code, address);
474
475         stackend = end_of_stack(tsk);
476         if (*stackend != STACK_END_MAGIC)
477                 printk(KERN_ALERT "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
478
479         tsk->thread.cr2 = address;
480         tsk->thread.trap_no = 14;
481         tsk->thread.error_code = error_code;
482
483 #ifdef CONFIG_X86_32
484         die("Oops", regs, error_code);
485         bust_spinlocks(0);
486         do_exit(SIGKILL);
487 #else
488         sig = SIGKILL;
489         if (__die("Oops", regs, error_code))
490                 sig = 0;
491         /* Executive summary in case the body of the oops scrolled away */
492         printk(KERN_EMERG "CR2: %016lx\n", address);
493         oops_end(flags, regs, sig);
494 #endif
495 }
496
497 static void __bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs,
498                         unsigned long error_code, unsigned long address,
499                         int si_code)
500 {
501         struct task_struct *tsk = current;
502
503         /* User mode accesses just cause a SIGSEGV */
504         if (error_code & PF_USER) {
505                 /*
506                  * It's possible to have interrupts off here.
507                  */
508                 local_irq_enable();
509
510                 /*
511                  * Valid to do another page fault here because this one came
512                  * from user space.
513                  */
514                 if (is_prefetch(regs, error_code, address))
515                         return;
516
517                 if (is_errata100(regs, address))
518                         return;
519
520                 if (show_unhandled_signals && unhandled_signal(tsk, SIGSEGV) &&
521                     printk_ratelimit()) {
522                         printk(
523                         "%s%s[%d]: segfault at %lx ip %p sp %p error %lx",
524                         task_pid_nr(tsk) > 1 ? KERN_INFO : KERN_EMERG,
525                         tsk->comm, task_pid_nr(tsk), address,
526                         (void *) regs->ip, (void *) regs->sp, error_code);
527                         print_vma_addr(" in ", regs->ip);
528                         printk("\n");
529                 }
530
531                 tsk->thread.cr2 = address;
532                 /* Kernel addresses are always protection faults */
533                 tsk->thread.error_code = error_code | (address >= TASK_SIZE);
534                 tsk->thread.trap_no = 14;
535                 force_sig_info_fault(SIGSEGV, si_code, address, tsk);
536                 return;
537         }
538
539         if (is_f00f_bug(regs, address))
540                 return;
541
542         no_context(regs, error_code, address);
543 }
544
545 static noinline void bad_area_nosemaphore(struct pt_regs *regs,
546                         unsigned long error_code, unsigned long address)
547 {
548         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
549 }
550
551 static void __bad_area(struct pt_regs *regs,
552                         unsigned long error_code, unsigned long address,
553                         int si_code)
554 {
555         struct mm_struct *mm = current->mm;
556
557         /*
558          * Something tried to access memory that isn't in our memory map..
559          * Fix it, but check if it's kernel or user first..
560          */
561         up_read(&mm->mmap_sem);
562
563         __bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address, si_code);
564 }
565
566 static noinline void bad_area(struct pt_regs *regs,
567                         unsigned long error_code, unsigned long address)
568 {
569         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_MAPERR);
570 }
571
572 static noinline void bad_area_access_error(struct pt_regs *regs,
573                         unsigned long error_code, unsigned long address)
574 {
575         __bad_area(regs, error_code, address, SEGV_ACCERR);
576 }
577
578 /* TODO: fixup for "mm-invoke-oom-killer-from-page-fault.patch" */
579 static void out_of_memory(struct pt_regs *regs,
580                         unsigned long error_code, unsigned long address)
581 {
582         /*
583          * We ran out of memory, call the OOM killer, and return the userspace
584          * (which will retry the fault, or kill us if we got oom-killed).
585          */
586         up_read(&current->mm->mmap_sem);
587         pagefault_out_of_memory();
588 }
589
590 static void do_sigbus(struct pt_regs *regs,
591                         unsigned long error_code, unsigned long address)
592 {
593         struct task_struct *tsk = current;
594         struct mm_struct *mm = tsk->mm;
595
596         up_read(&mm->mmap_sem);
597
598         /* Kernel mode? Handle exceptions or die */
599         if (!(error_code & PF_USER))
600                 no_context(regs, error_code, address);
601 #ifdef CONFIG_X86_32
602         /* User space => ok to do another page fault */
603         if (is_prefetch(regs, error_code, address))
604                 return;
605 #endif
606         tsk->thread.cr2 = address;
607         tsk->thread.error_code = error_code;
608         tsk->thread.trap_no = 14;
609         force_sig_info_fault(SIGBUS, BUS_ADRERR, address, tsk);
610 }
611
612 static noinline void mm_fault_error(struct pt_regs *regs,
613                 unsigned long error_code, unsigned long address, unsigned int fault)
614 {
615         if (fault & VM_FAULT_OOM)
616                 out_of_memory(regs, error_code, address);
617         else if (fault & VM_FAULT_SIGBUS)
618                 do_sigbus(regs, error_code, address);
619         else
620                 BUG();
621 }
622
623 static int spurious_fault_check(unsigned long error_code, pte_t *pte)
624 {
625         if ((error_code & PF_WRITE) && !pte_write(*pte))
626                 return 0;
627         if ((error_code & PF_INSTR) && !pte_exec(*pte))
628                 return 0;
629
630         return 1;
631 }
632
633 /*
634  * Handle a spurious fault caused by a stale TLB entry.  This allows
635  * us to lazily refresh the TLB when increasing the permissions of a
636  * kernel page (RO -> RW or NX -> X).  Doing it eagerly is very
637  * expensive since that implies doing a full cross-processor TLB
638  * flush, even if no stale TLB entries exist on other processors.
639  * There are no security implications to leaving a stale TLB when
640  * increasing the permissions on a page.
641  */
642 static noinline int spurious_fault(unsigned long error_code,
643                                 unsigned long address)
644 {
645         pgd_t *pgd;
646         pud_t *pud;
647         pmd_t *pmd;
648         pte_t *pte;
649
650         /* Reserved-bit violation or user access to kernel space? */
651         if (error_code & (PF_USER | PF_RSVD))
652                 return 0;
653
654         pgd = init_mm.pgd + pgd_index(address);
655         if (!pgd_present(*pgd))
656                 return 0;
657
658         pud = pud_offset(pgd, address);
659         if (!pud_present(*pud))
660                 return 0;
661
662         if (pud_large(*pud))
663                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pud);
664
665         pmd = pmd_offset(pud, address);
666         if (!pmd_present(*pmd))
667                 return 0;
668
669         if (pmd_large(*pmd))
670                 return spurious_fault_check(error_code, (pte_t *) pmd);
671
672         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
673         if (!pte_present(*pte))
674                 return 0;
675
676         return spurious_fault_check(error_code, pte);
677 }
678
679 /*
680  * X86_32
681  * Handle a fault on the vmalloc or module mapping area
682  *
683  * X86_64
684  * Handle a fault on the vmalloc area
685  *
686  * This assumes no large pages in there.
687  */
688 static noinline int vmalloc_fault(unsigned long address)
689 {
690 #ifdef CONFIG_X86_32
691         unsigned long pgd_paddr;
692         pmd_t *pmd_k;
693         pte_t *pte_k;
694
695         /* Make sure we are in vmalloc area */
696         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
697                 return -1;
698
699         /*
700          * Synchronize this task's top level page-table
701          * with the 'reference' page table.
702          *
703          * Do _not_ use "current" here. We might be inside
704          * an interrupt in the middle of a task switch..
705          */
706         pgd_paddr = read_cr3();
707         pmd_k = vmalloc_sync_one(__va(pgd_paddr), address);
708         if (!pmd_k)
709                 return -1;
710         pte_k = pte_offset_kernel(pmd_k, address);
711         if (!pte_present(*pte_k))
712                 return -1;
713         return 0;
714 #else
715         pgd_t *pgd, *pgd_ref;
716         pud_t *pud, *pud_ref;
717         pmd_t *pmd, *pmd_ref;
718         pte_t *pte, *pte_ref;
719
720         /* Make sure we are in vmalloc area */
721         if (!(address >= VMALLOC_START && address < VMALLOC_END))
722                 return -1;
723
724         /* Copy kernel mappings over when needed. This can also
725            happen within a race in page table update. In the later
726            case just flush. */
727
728         pgd = pgd_offset(current->active_mm, address);
729         pgd_ref = pgd_offset_k(address);
730         if (pgd_none(*pgd_ref))
731                 return -1;
732         if (pgd_none(*pgd))
733                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
734         else
735                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
736
737         /* Below here mismatches are bugs because these lower tables
738            are shared */
739
740         pud = pud_offset(pgd, address);
741         pud_ref = pud_offset(pgd_ref, address);
742         if (pud_none(*pud_ref))
743                 return -1;
744         if (pud_none(*pud) || pud_page_vaddr(*pud) != pud_page_vaddr(*pud_ref))
745                 BUG();
746         pmd = pmd_offset(pud, address);
747         pmd_ref = pmd_offset(pud_ref, address);
748         if (pmd_none(*pmd_ref))
749                 return -1;
750         if (pmd_none(*pmd) || pmd_page(*pmd) != pmd_page(*pmd_ref))
751                 BUG();
752         pte_ref = pte_offset_kernel(pmd_ref, address);
753         if (!pte_present(*pte_ref))
754                 return -1;
755         pte = pte_offset_kernel(pmd, address);
756         /* Don't use pte_page here, because the mappings can point
757            outside mem_map, and the NUMA hash lookup cannot handle
758            that. */
759         if (!pte_present(*pte) || pte_pfn(*pte) != pte_pfn(*pte_ref))
760                 BUG();
761         return 0;
762 #endif
763 }
764
765 int show_unhandled_signals = 1;
766
767 static inline int access_error(unsigned long error_code, int write,
768                                 struct vm_area_struct *vma)
769 {
770         if (write) {
771                 /* write, present and write, not present */
772                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_WRITE)))
773                         return 1;
774         } else if (unlikely(error_code & PF_PROT)) {
775                 /* read, present */
776                 return 1;
777         } else {
778                 /* read, not present */
779                 if (unlikely(!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE))))
780                         return 1;
781         }
782
783         return 0;
784 }
785
786 /*
787  * This routine handles page faults.  It determines the address,
788  * and the problem, and then passes it off to one of the appropriate
789  * routines.
790  */
791 #ifdef CONFIG_X86_64
792 asmlinkage
793 #endif
794 void __kprobes do_page_fault(struct pt_regs *regs, unsigned long error_code)
795 {
796         unsigned long address;
797         struct task_struct *tsk;
798         struct mm_struct *mm;
799         struct vm_area_struct *vma;
800         int write;
801         int fault;
802
803         tsk = current;
804         mm = tsk->mm;
805         prefetchw(&mm->mmap_sem);
806
807         /* get the address */
808         address = read_cr2();
809
810         if (unlikely(notify_page_fault(regs)))
811                 return;
812         if (unlikely(kmmio_fault(regs, address)))
813                 return;
814
815         /*
816          * We fault-in kernel-space virtual memory on-demand. The
817          * 'reference' page table is init_mm.pgd.
818          *
819          * NOTE! We MUST NOT take any locks for this case. We may
820          * be in an interrupt or a critical region, and should
821          * only copy the information from the master page table,
822          * nothing more.
823          *
824          * This verifies that the fault happens in kernel space
825          * (error_code & 4) == 0, and that the fault was not a
826          * protection error (error_code & 9) == 0.
827          */
828 #ifdef CONFIG_X86_32
829         if (unlikely(address >= TASK_SIZE)) {
830 #else
831         if (unlikely(address >= TASK_SIZE64)) {
832 #endif
833                 if (!(error_code & (PF_RSVD|PF_USER|PF_PROT)) &&
834                     vmalloc_fault(address) >= 0)
835                         return;
836
837                 /* Can handle a stale RO->RW TLB */
838                 if (spurious_fault(error_code, address))
839                         return;
840
841                 /*
842                  * Don't take the mm semaphore here. If we fixup a prefetch
843                  * fault we could otherwise deadlock.
844                  */
845                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
846                 return;
847         }
848
849         /*
850          * It's safe to allow irq's after cr2 has been saved and the
851          * vmalloc fault has been handled.
852          *
853          * User-mode registers count as a user access even for any
854          * potential system fault or CPU buglet.
855          */
856         if (user_mode_vm(regs)) {
857                 local_irq_enable();
858                 error_code |= PF_USER;
859         } else if (regs->flags & X86_EFLAGS_IF)
860                 local_irq_enable();
861
862 #ifdef CONFIG_X86_64
863         if (unlikely(error_code & PF_RSVD))
864                 pgtable_bad(regs, error_code, address);
865 #endif
866
867         /*
868          * If we're in an interrupt, have no user context or are running in an
869          * atomic region then we must not take the fault.
870          */
871         if (unlikely(in_atomic() || !mm)) {
872                 bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
873                 return;
874         }
875
876         /*
877          * When running in the kernel we expect faults to occur only to
878          * addresses in user space.  All other faults represent errors in the
879          * kernel and should generate an OOPS.  Unfortunately, in the case of an
880          * erroneous fault occurring in a code path which already holds mmap_sem
881          * we will deadlock attempting to validate the fault against the
882          * address space.  Luckily the kernel only validly references user
883          * space from well defined areas of code, which are listed in the
884          * exceptions table.
885          *
886          * As the vast majority of faults will be valid we will only perform
887          * the source reference check when there is a possibility of a deadlock.
888          * Attempt to lock the address space, if we cannot we then validate the
889          * source.  If this is invalid we can skip the address space check,
890          * thus avoiding the deadlock.
891          */
892         if (unlikely(!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))) {
893                 if ((error_code & PF_USER) == 0 &&
894                     !search_exception_tables(regs->ip)) {
895                         bad_area_nosemaphore(regs, error_code, address);
896                         return;
897                 }
898                 down_read(&mm->mmap_sem);
899         }
900
901         vma = find_vma(mm, address);
902         if (unlikely(!vma)) {
903                 bad_area(regs, error_code, address);
904                 return;
905         }
906         if (likely(vma->vm_start <= address))
907                 goto good_area;
908         if (unlikely(!(vma->vm_flags & VM_GROWSDOWN))) {
909                 bad_area(regs, error_code, address);
910                 return;
911         }
912         if (error_code & PF_USER) {
913                 /*
914                  * Accessing the stack below %sp is always a bug.
915                  * The large cushion allows instructions like enter
916                  * and pusha to work.  ("enter $65535,$31" pushes
917                  * 32 pointers and then decrements %sp by 65535.)
918                  */
919                 if (unlikely(address + 65536 + 32 * sizeof(unsigned long) < regs->sp)) {
920                         bad_area(regs, error_code, address);
921                         return;
922                 }
923         }
924         if (unlikely(expand_stack(vma, address))) {
925                 bad_area(regs, error_code, address);
926                 return;
927         }
928
929         /*
930          * Ok, we have a good vm_area for this memory access, so
931          * we can handle it..
932          */
933 good_area:
934         write = error_code & PF_WRITE;
935         if (unlikely(access_error(error_code, write, vma))) {
936                 bad_area_access_error(regs, error_code, address);
937                 return;
938         }
939
940         /*
941          * If for any reason at all we couldn't handle the fault,
942          * make sure we exit gracefully rather than endlessly redo
943          * the fault.
944          */
945         fault = handle_mm_fault(mm, vma, address, write);
946         if (unlikely(fault & VM_FAULT_ERROR)) {
947                 mm_fault_error(regs, error_code, address, fault);
948                 return;
949         }
950         if (fault & VM_FAULT_MAJOR)
951                 tsk->maj_flt++;
952         else
953                 tsk->min_flt++;
954
955 #ifdef CONFIG_X86_32
956         /*
957          * Did it hit the DOS screen memory VA from vm86 mode?
958          */
959         if (v8086_mode(regs)) {
960                 unsigned long bit = (address - 0xA0000) >> PAGE_SHIFT;
961                 if (bit < 32)
962                         tsk->thread.screen_bitmap |= 1 << bit;
963         }
964 #endif
965         up_read(&mm->mmap_sem);
966 }
967
968 DEFINE_SPINLOCK(pgd_lock);
969 LIST_HEAD(pgd_list);
970
971 void vmalloc_sync_all(void)
972 {
973         unsigned long address;
974
975 #ifdef CONFIG_X86_32
976         if (SHARED_KERNEL_PMD)
977                 return;
978
979         for (address = VMALLOC_START & PMD_MASK;
980              address >= TASK_SIZE && address < FIXADDR_TOP;
981              address += PMD_SIZE) {
982                 unsigned long flags;
983                 struct page *page;
984
985                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
986                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
987                         if (!vmalloc_sync_one(page_address(page),
988                                               address))
989                                 break;
990                 }
991                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
992         }
993 #else /* CONFIG_X86_64 */
994         for (address = VMALLOC_START & PGDIR_MASK; address <= VMALLOC_END;
995              address += PGDIR_SIZE) {
996                 const pgd_t *pgd_ref = pgd_offset_k(address);
997                 unsigned long flags;
998                 struct page *page;
999
1000                 if (pgd_none(*pgd_ref))
1001                         continue;
1002                 spin_lock_irqsave(&pgd_lock, flags);
1003                 list_for_each_entry(page, &pgd_list, lru) {
1004                         pgd_t *pgd;
1005                         pgd = (pgd_t *)page_address(page) + pgd_index(address);
1006                         if (pgd_none(*pgd))
1007                                 set_pgd(pgd, *pgd_ref);
1008                         else
1009                                 BUG_ON(pgd_page_vaddr(*pgd) != pgd_page_vaddr(*pgd_ref));
1010                 }
1011                 spin_unlock_irqrestore(&pgd_lock, flags);
1012         }
1013 #endif
1014 }